مقاومت آنتی‌بیوتیکی

نانوربات‌های صناعی؛ پایانی بر مقاومت آنتی‌بیوتیکی

مقاومت آنتی‌بیوتیکی از جمله مهم‌ترین بحران‌های جوامع بشری در دنیای امروزی محسوب می‌شود. عفونت‌های باکتریایی که زمانی امکان درمان آن‌ها با دوز پایینی از آنتی‌بیوتیک‌ها وجود داشت، امروزه مقاوم شده و حتی باعث مرگ بیماران می‌شوند.

بر اساس حدسیات برخی از متخصصین، بدون انجام مداخله‌ی لازم در مقابل میکروب‌های مقاوم به دارو، چنین عفونت‌هایی تا سال 2050 قادر به کشتار حدود 10 میلیون نفر در سراسر جهان خواهند بود. در سپتامبر 2016، سازمان ملل متحد، مقاومت آنتی‌بیوتیکی را به عنوان موضوعی جهانی معرفی کرده و اعلام نمود این چالش در آینده‌ای نزدیک، به تهدید حیاتی بلندمدتی برای سلامت انسان‌ها تبدیل خواهد شد.

در پاسخ به این مشکل، دولت‌های مختلف اقدام به حمایت مالی از روش های مقابله با مقاومت آنتی‌بیوتیکی، از جمله داروهای جدید و تحقیقات بر روی میکروبیوم‌ها کرده‌اند. همچنین مدت کوتاهی بعد از نشست ماه سپتامبر، مراکز کنترل و پیشگیری بیماری در ایالات متحده (CDC)، کمک مالی 14 میلیون دلاری خود را در راستای کشف اقدامات جدید برای مبارزه با مقاومت آنتی‌بیوتیکی اعلام کرد.

مقاومت آنتی‌بیوتیکیمحققان در حال حاضر زیست‌شناسی سنتتیک را به عنوان راه چاره‌ای جدید برای مقابله با باکتری‌های مضر می‌بینند. آن‌ها با تولید میکروب‌های مصنوعی از این راه، قادر به ارائه‌ی راه‌حل‌های هدفمند و اختصاصی برای مبارزه با باکتری‌های کشنده اند که آنتی‌بیوتیک‌های معمول قادر به انجام آن نیستد. در این راستا، استارت‌آپ فرانسوی Eligo Bioscience، اقدام به ساخت «باکتری‌های صناعی» یا «نانوربات‌های بیولوژیکی» از طریق مهندسی ژنتیک کرده است. این نانوربات‌ها از DNA و پروتئین سنتزی ایجاد شده‌اند که به طور اختصاصی روی باکتری‌های دارای مقاومت اثر دارند.

انتقال CRISPR

با اینکه علت گسترش استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها، مقابله با انواع خاصی از باکتری‌های مضر بوده است، اما بسیاری از این داروها اختصاصیت نداشته و در عین حال باعث از بین رفتن باکتری‌‌های مفید از جمله فلور نرمال افراد می‌شوند. بدون وجود باکتری‌های مفید برای مقابله با سایر باکتری‌ها، افراد، مستعد ابتلا به تعداد بیشتری از مشکلات سلامتی از جمله عفونت‌های روده‌ای ناشی از Clostridium difficile و زخم معده‌های ناشی از Clostridium difficile خواهند شد.


مقاله مرتبط: چه چیزی باعث مقاومت آنتی بیوتیکی می‌شود؟


رویکرد Eligo، از بین بردن باکتری‌های بیماری‌زا از طریق هدف قراردادن DNA آن‌ها با دقتی مشابه یک تک تیرانداز است: نانوربات توسط بلع وارد بدن فرد شده و تا رسیدن به روده‌ها، غیرفعال باقی می‌ماند. پس از رسیدن به محل مورد نظر، ربات از آنزیم ویرایش ژن CRISPR، برای شناسایی DNA هدف استفاده کرده و پس از تشخیص آن، با بریدن بخش‌هایی از کد ژنتیکی، ارگانیسم بیماری‌زا را از بین می‌برد. این در حالی است  که باکتری‌های مفید همچنان در بدن حاضر هستند. بدین‌گونه نانوربات‌ها به بخش مفیدی از میکروبیوم تبدیل شده و با حمله‌های آتی از طرف باکتری‌های هدفشان مقابله می‌کنند.


مقاله مرتبط: نانو‌ذرات نوری می‌توانند آنتی‌بیوتیک‌های فعلی را تقویت کنند


در صورتی که نانوربات‌های Eligo قادر به هدف‌گیری همزمان چند نوع باکتری بیماری‌زا باشند، این کمپانی قادر به مقابله با مشکلات مالی که دیگران را از سرمایه‌گذاری در زمینه‌ی آنتی‌بیوتیک‌ها بازداشته است خواهد بود. Duportet Xavier، مدیرعامل این شرکت در این باره می‌گوید:

امروزه کسب درآمد از تولید آنتی‌بیوتیک‌ها بسیار دشوار است زیرا سازمان‌ها به دنبال آنتی‌بیوتیک‌ها اختصاصی‌تر هستند که فقط قادر به از بین بردن یک نوع باکتری باشند؛ و حتی اگر افراد قادر به تولید چنین دارویی باشند، این دارو به عنوان تیرخلاص، و نه انتخاب اول، مورد استفاده قرار خواهد گرفت. این بازار کار بسیار کوچک است و شرکت‌ها علاقه‌ای به رقابت در آن را ندارند.

از طرف دیگر، امکان استفاده از داروهای Eligo به عنوان خط اول ایمنی و حتی احتمالاً قبل از اطلاع فرد از بیماری وجود دارد.

امکان استفاده از این دارو برای پیشگیری از ابتلا به بیماری از طریق پاکسازی کامل تمام باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک قبل از بروز علائم وجود دارد.

-Duportet

استفاده از این ربات‌ها به همین‌جا ختم نشده و در زمینه‌های دیگر نیز می‌توان از آن‌ها بهره جست. برای مثال، باکتری‌های مقاوم  از جمله نگرانی‌های اصلی جراحان در بیمارستان محسوب می‌شوند که قادر به ایجاد عفونت‌های بیمارستانی پس از جراحی هستند. باکتری‌های مصنوعی Eligo با قابلیت دکلونیزه‌کردن این باکتری‌ها، تهدید ناشی از عفونت را کاهش می‌دهند.

مقاومت آنتی‌بیوتیکی

تکنولوژی مرکزی الیگو موفق شده است تا در هر دو بخش آزمایشگاهی و ارگان زنده، نتایج مثبتی در زمینه‌ی از بین بردن باکتری‌ها از خود نشان دهد؛ و پروفسور Timothy Lu، از انستیتو تکنولوژی ماساچوست (MIT) در رشته‌ی مهندسی بیولوژی، از جمله افرادی است که تحت تأثیر عملکرد Eligo قرار گرفته‌اند. با این حال به عقیده‌ی وی، این شرکت در مسیر واردسازی تکنولوژی خود به مرحله‌ی بالینی با چالش‌هایی نیز روبرو خواهد شد. از جمله‌ی این مشکلات، بهینه‌سازی انتقال محموله‌های دارویی در انسان‌هاست. زیرا در حال حاضر این شرکت هیچ‌گونه اطمینانی از رسیدن داروها به روده نداشته و برای پاسخ به این پرسش نیاز به چندین سال تحقیق دارد.

قدم‌های بعدی در شکست مقاومت آنتی‌بیوتیکی

در ماه سپتامبر، این کمپانی مبلغ 20 میلیون دلار برای پیشبرد کار تحقیقاتی خود تعیین کرده است. از طرفی به گفته‌ی Duportet با توجه به دیتای بالای جمع‌آوری‌شده از حیوانات، تیم تحقیقاتی به نتایج بدست آمده اعتماد کافی دارند. درصورت ادامه‌یافتن مناسب نتایج آزمایش‌های حیوانی، مرحله‌ی بعدی استفاده از دارو در سیستم‌های انسانی خواهد بود. اگرچه دریافت تأیید برای عملکرد این دارو، راه دور و درازی در پیش دارد اما محققان امیدوارند تا سال 2020 به مرحله‌ی بررسی‌های انسانی دست یابند. با این حال نمی‌توان تخمین درستی از زمان استفاده‌ی گسترده‌ی این ربات‌ها ذکر کرد.

علاقه و توسعه‌ی بیشتر در زمینه‌ی بیولوژی سنتتیک، تأثیر شایانی بر روی کار تحقیقاتی این کمپانی خواهد داشت. زیست‌شناسی سنتتیک در حال حاضر در حال تبدیل به یکی از صنایع بزرگ بوده و لذا تمام هزینه‌ی صرف‌شده در جهت کاهش هزینه‌ی توالی‌یابی و سنتزDNA، به عنوان پیکره‌ی اصلی این صنعت است؛ به همین دلیل نیز کاهش هزینه‌ی این تکنولوژی‌ها به نفع همه است.

احتمالاً هنوز زمان زیادی تا ورود درمان‌های کمپانی Eligo به مراکز بالینی باقی مانده است، با این وجود، وعده‌ی زیست‌سناسی مصنوعی، روی هم رفته امید برای شکست مقاومت آنتی‌بیوتیکی را افزایش می‌دهد.